أجهزة قياس الكهرباء - الأنواع والأنواع ، الخصائص الرئيسية

تنتقل الطاقة الكهربائية عبر مسافات شاسعة بين الولايات المختلفة ، ويتم توزيعها واستهلاكها في الأماكن والأحجام غير المتوقعة. تتطلب كل هذه العمليات محاسبة تلقائية لقدرات المرور والأعمال التي تؤديها. حالة نظام الطاقة تتغير باستمرار. من الضروري تحليل وإدارة المعايير الفنية الرئيسية بكفاءة.

يتم تعيين قياس الطاقة الحالية بوحدات الواط ، والتي تبلغ وحدة القياس منها 1 واط ، ويتم تعيين العمل المنجز على مدى فترة زمنية معينة على العدادات التي تأخذ في الاعتبار عدد الواط في الساعة.

اعتمادًا على كمية الطاقة التي تؤخذ في الاعتبار ، تعمل الأجهزة داخل وحدات كيلو أو ميجا أو جيجا أو تيرا. هذا يتيح لك:

• بواسطة متر رئيسي واحد يقع في المحطة الفرعية لتوفير الطاقة لمدينة حديثة كبيرة ، لتقييم تيرابايت من كيلووات ساعة تنفق على استهلاك جميع الشقق والشركات الصناعية في المركز الإداري الصناعي والسكني ؛

• هناك عدد كبير من الأجهزة المثبتة داخل كل شقة أو إنتاج ، تأخذ في الاعتبار استهلاكها الفردي.

تعمل عدادات العدادات والعدادات بسبب المعلومات المتعلقة بحالة ناقلات التيار والجهد في دائرة الطاقة التي يتم توفيرها لهم باستمرار ، والتي يتم توفيرها بواسطة المستشعرات المقابلة - محولات القياس في دوائر التيار المتردد أو محولات التيار المستمر.

يمكن تمثيل مبدأ تشغيل أي عداد في مخطط كتلة مبسط يتكون من:

• دوائر المدخلات والمخرجات.

• الدوائر الداخلية.

تنقسم عدادات الطاقة الكهربائية إلى مجموعتين كبيرتين تعملان في الشبكات:

1. ac الجهد من التردد الصناعي.

2. العاصمة الحالية.

الفئة الأولى من هذه الأجهزة هي الأكثر عددا. معها ، نبدأ نظرة عامة مختصرة على مجموعة متنوعة من النماذج.

عدادات التيار المتردد

ينقسم هذا النوع من العدادات حسب التصميم إلى ثلاثة أنواع:

1. الحث ، العمل منذ نهاية القرن التاسع عشر ؛

2. الأجهزة الإلكترونية التي ظهرت منذ وقت ليس ببعيد.

3. المنتجات الهجينة التي تجمع بين التكنولوجيا الرقمية وجزء قياس أو الحث الكهربائي وجهاز القياس الميكانيكية في تصميمها.

أجهزة قياس الحث

يعتمد مبدأ تشغيل العداد على تفاعل الحقول المغناطيسية. تم إنشاؤها بواسطة مغناطيس كهربائي لفائف تيار مضمن في دائرة الحمل ، وملف جهد متصل بالتوازي مع دائرة الجهد الكهربائي.

إنها تخلق تدفقًا مغنطيسيًا كليًا يتناسب مع قيمة الطاقة التي تمر عبر العداد. في مجال عملها ، يوجد قرص ألومنيوم رفيع مثبت في حامل الدوران. إنه يتفاعل مع حجم واتجاه مجال القوة المنشأة ويدور حول محوره الخاص.

تتوافق سرعة واتجاه حركة هذا القرص مع قيمة الطاقة المطبقة. يتم توصيل مخطط حركي به ، ويتألف من نظام من التروس والعجلات مع مؤشرات رقمية تشير إلى عدد الثورات المكتملة ، بمثابة آلية العد بسيطة.

على مرحلة واحدة التعريفي متر ، ميزات الجهاز

يظهر تصميم عداد الحث الأكثر شيوعًا ، المصمم لشبكة تزويد طاقة التيار المتردد أحادية الطور ، في صورة غير مجمعة في الصورة ، تتكون من صورتين مدمجتين.

يشار إلى جميع الوحدات التكنولوجية الرئيسية من قبل المؤشرات ، ويظهر الرسم الكهربائي للتوصيلات الداخلية ودوائر المدخلات والمخرجات في الصورة التالية.

يجب دائمًا تشديد برغي الجهد المثبت تحت الغطاء أثناء تشغيل العداد. يتم استخدامه فقط من قبل العاملين في المختبرات الكهربائية عند إجراء عمليات تكنولوجية خاصة - فحص الجهاز.

حول الجهاز ، تم شرح مبدأ التشغيل وميزات تشغيل عدادات الكهرباء مسبقًا هنا:

كيفية توصيل عداد الكهرباء بشكل صحيح

كيفية أخذ قراءات من عداد الكهرباء

تعمل عدادات الحث الكهربائي من هذا النوع على تعديل مواردها في المباني السكنية وشقق الناس بنجاح. يتم توصيلها في لوحات التبديل وفقًا للمخطط القياسي من خلال قواطع الدائرة أحادية القطب ومحول الحزمة.

ميزات تصميم متر التعريفي ثلاث مراحل

يتوافق جهاز جهاز القياس هذا تمامًا مع الطور أحادي الطور ، باستثناء أن المجالات المغناطيسية الناتجة عن لفائف التيارات والفولتيات في جميع المراحل الثلاثة لدائرة طاقة دائرة الطاقة تشارك في تشكيل التدفق المغناطيسي الكلي الذي يؤثر على دوران قرص الألمنيوم.

بسبب هذا ، يتم زيادة عدد الأجزاء داخل العلبة ، وهي أكثر كثافة. يتضاعف القرص الألومنيوم أيضًا. يتم تنفيذ مخطط اتصال لفائف التيار والجهد وفقا لخيار الاتصال السابق ، ولكن مع الأخذ بعين الاعتبار جمع التدفقات المغناطيسية من كل واحد على حدة.

يمكن تحقيق نفس التأثير إذا تم تضمين أجهزة أحادية الطور في كل مرحلة من مراحل النظام بدلاً من متر واحد ثلاثي الطور. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، سوف تحتاج إلى التعامل مع إضافة نتائجها يدويًا. في عداد الحث ثلاثي الطور ، يتم تنفيذ هذه العملية تلقائيًا بواسطة آلية عد واحدة.

يمكن إجراء عدادات الحث ثلاثية الطور بنوعين للاتصال:

1. على الفور إلى دوائر السلطة ، والتي يجب أن تؤخذ في الاعتبار قوة ؛

2. من خلال الجهد المتوسط ​​ومحولات القياس الحالية.

تُستخدم الأجهزة من النوع الأول في دوائر طاقة تبلغ 0.4 كيلوفولت مع أحمال لا يمكن أن تسبب ضررًا للمقياس بسبب قدرتها الضئيلة من التلف. وهم يعملون في الكراجات وورش العمل الصغيرة والمنازل الخاصة ويطلق عليهم عدادات الاتصال المباشر.

يظهر الرسم التوضيحي للدوائر الكهربائية لمثل هذا الجهاز في لوحة التبديل في الصورة التالية.

تعمل جميع أجهزة قياس الاستقراء الأخرى مباشرةً من خلال قياس محولات التيار أو الفولتية بشكل منفصل ، اعتمادًا على الظروف المحددة لنظام إمداد الطاقة ، أو مع استخدامها المشترك.

يظهر في الصورة صورة لوحة مقياس الحث القديم من نوع مشابه (SAZU-IT).

إنه يعمل في دوائر ثانوية مع قياس محولات التيار بقيمة اسمية تبلغ 5 أمبير ومحولات الجهد - 100 فولت بين المراحل.

الحرف "A" في اسم نوع الجهاز "SAZU" يعني أن الجهاز مصمم لحساب المكون النشط من إجمالي الطاقة. قياسات المكون التفاعلي المشاركة في أنواع أخرى من الأجهزة ، بما في ذلك الحرف "P". يشار إليها بنوع "SRZU-IT".

يشير المثال أعلاه مع تعيين عدادات الحث ثلاثية الطور إلى أن تصميمها لا يمكن أن يأخذ في الاعتبار مقدار الطاقة الكلية المنفقة على العمل. لتحديد قيمتها ، من الضروري أخذ قراءات من عدادات الطاقة النشطة والمتفاعلة وإجراء حسابات رياضية وفقًا للجداول أو الصيغ المعدة.

تتطلب هذه العملية مشاركة عدد كبير من الناس ، ولا تستبعد الأخطاء المتكررة ، وتكون شاقة. التقنيات الحديثة وأجهزة القياس التي تعمل على عناصر أشباه الموصلات تنقذه من القيام بها.

لقد توقف إنتاج عدادات التعريفي القديمة تقريبًا على المستوى الصناعي. انهم ببساطة تعديل مواردها كجزء من المعدات الكهربائية العاملة. لم يعد يتم استخدامها في مجمعات التشغيل المثبتة حديثًا ووضعها في مجمعات التشغيل ، ولكن يتم تثبيت طرز جديدة وحديثة.

أجهزة القياس الإلكترونية

لاستبدال عدادات نوع الاستقراء ، يتم الآن إنتاج العديد من الأجهزة الإلكترونية أو تصميمها للعمل في شبكة منزلية أو كجزء من مجمعات قياس المعدات الصناعية المعقدة التي تستهلك طاقة هائلة.

في عملهم ، يقومون دائمًا بتحليل حالة المكونات النشطة والمتفاعلة للطاقة الكاملة استنادًا إلى المخططات الاتجاهية للتيارات والفولتية. باستخدامها ، يتم حساب الطاقة الكلية ، ويتم تسجيل جميع القيم في ذاكرة الجهاز. من ذلك يمكنك عرض هذه البيانات في الوقت المناسب.

نوعان من أنظمة المحاسبة الإلكترونية الشائعة

وفقًا لنوع قياس كميات المدخلات المركبة ، تنتج عدادات النوع الإلكتروني:

• مع المدمج في قياس المحولات الحالية والجهد.

• مع قياس مجسات.

الأجهزة مع محولات القياس المتكاملة

رسم تخطيطي للمقياس أحادي الطور الإلكتروني الموضح في الصورة.

يعالج متحكم الإشارات من محولات التيار والجهد خلال المحول ويصدر الأوامر المناسبة من أجل:

• عرض مع عرض المعلومات.

• التتابع الإلكتروني تبديل الدائرة الداخلية.

• ذاكرة الوصول العشوائي RAM ، التي لديها اتصال معلومات مع منفذ بصري لنقل المعلمات التقنية من خلال قنوات الاتصال.

الأجهزة مع أجهزة استشعار متكاملة

هذا هو تصميم آخر للمتر الإلكترونية. دائرتها تعمل على أساس أجهزة الاستشعار:

• تيار ، يتكون من تحويلة عادية يتم من خلالها التدفق الكامل لدائرة الطاقة ؛

• الجهد التشغيل على مبدأ مقسم بسيط.

إشارات التيار والجهد القادمة من هذه المجسات صغيرة جدا. لذلك ، يتم تضخيمها بواسطة جهاز خاص يعتمد على دارة إلكترونية عالية الدقة ويتم تغذيته إلى وحدات التحويل الرقمية ذات السعة. بعدها ، يتم مضاعفة الإشارات وتصفيتها وإخراجها إلى الأجهزة المناسبة للتكامل والإشارة والتحويل والإرسال إلى مختلف المستخدمين.

العدادات التي تعمل على هذا المبدأ لديها فئة دقة أقل قليلاً ، لكنها تتوافق تمامًا مع المعايير والمتطلبات التقنية.

إن مبدأ استخدام مجسات التيار والجهد بدلاً من قياس المحولات يجعل من الممكن إنشاء أجهزة قياس للدارات التي لا تعمل فقط بالتناوب ولكن أيضًا في التيار المباشر ، مما يوسع بشكل كبير قدراتها التشغيلية.

على هذا الأساس ، بدأت تصميمات العدادات بالظهور والتي يمكن استخدامها في كلا النوعين من أنظمة التيار الكهربائي DC و AC.

تعرفة أجهزة القياس الحديثة

نظرًا لإمكانية برمجة خوارزمية التشغيل ، يمكن أن يأخذ العداد الإلكتروني في الاعتبار استهلاك الطاقة حسب وقت اليوم. وهذا يخلق اهتمام السكان لتقليل استهلاك الكهرباء خلال ساعات "الذروة" الأكثر كثافة وبالتالي تخفيف العبء الناتج عن منظمات توفير الطاقة.

من بين أجهزة القياس الإلكترونية ، توجد نماذج لها إمكانيات مختلفة لنظام التعريفة. تمتلك أكبر القدرات عن طريق متر ، والتي تسمح إعادة برمجة مرنة لجهاز القياس لتغيير التعريفات للشبكات الكهربائية مع الأخذ في الاعتبار الوقت من السنة ، والعطلات ، والخصومات المختلفة في عطلة نهاية الأسبوع.

يعد تشغيل عدادات الكهرباء وفقًا لنظام التعريفة مفيدًا للمستهلكين - حيث يتم توفير الأموال لدفع تكاليف الكهرباء ومنظمات التزويد - يتم تقليل الحمل الأقصى.

انظر أيضا في هذا الموضوع:

كيف يتم ترتيب عداد الكهرباء الإلكترونية والعمل

ميزات تصميم أجهزة القياس الصناعية لدارات الجهد العالي

كمثال على مثل هذا الجهاز ، ضع في اعتبارك العلامة التجارية البيلاروسية Gran-Electro SS-301.

لديها العديد من الوظائف المفيدة للمستخدمين. مثل أجهزة القياس المنزلية العادية ، يتم ختمها ومعايرتها بشكل دوري.

داخل القضية لا توجد عناصر ميكانيكية منقولة. يعتمد كل العمل على استخدام اللوحات الإلكترونية وتقنيات المعالجات الدقيقة. تعمل محولات القياس في معالجة إشارات الدخل الحالية.

تولي هذه الأجهزة اهتمامًا خاصًا لحماية الموثوقية وأمان المعلومات. من أجل الحفاظ عليه ، يتم تقديمه:

1. نظام مستويين لختم المجالس الداخلية ؛

2. مخطط خمسة مستويات من تنظيم الوصول إلى كلمات المرور.

يتم تنفيذ نظام التعبئة على مرحلتين:

1. يقتصر الوصول إلى جسم هذا المقياس على الفور في المصنع بعد الانتهاء من الاختبارات الفنية وإكمال التحقق من الحالة مع تنفيذ البروتوكول ؛

2. تم منع الوصول إلى توصيل الأسلاك بالمحطات من قبل ممثلي الإشراف على الطاقة أو شركة إمداد الطاقة.

علاوة على ذلك ، في خوارزمية تشغيل الجهاز ، هناك عملية تكنولوجية تحدد في الذاكرة الإلكترونية للجهاز جميع الأحداث المرتبطة بإزالة وتثبيت غطاء كتلة الطرف مع الربط الدقيق حسب التاريخ والوقت.

كلمة المرور نظام التحكم في الوصول

يسمح النظام بالتمييز بين حقوق مستخدمي الجهاز وفصلهم وفقًا للوصول إلى إعدادات عداد عن طريق إنشاء مستويات:

• صفر ، توفير إزالة القيود المفروضة على عرض البيانات محليا أو عن بعد ، وتزامن الوقت ، وتصحيح المؤشرات. يمنح الحق لمستخدمي الجهاز المعتمدين ؛

• الأول ، الذي يسمح لك بإعداد المعدات في موقع التثبيت والكتابة إلى إعدادات ذاكرة التشغيل لمعلمات التشغيل التي لا تؤثر على خصائص الاستخدام التجاري ؛

• والثاني ، السماح بالوصول إلى معلومات الجهاز لممثلي الإشراف على الطاقة بعد التعديل والتحضير للتكليف ؛

• الثالث ، الذي يعطي الحق في إزالة وتثبيت الغطاء من الكتلة الطرفية للوصول إلى المحطات الطرفية أو المنفذ البصري ؛

• رابعا ، توفير القدرة على الوصول إلى لوحات الجهاز لتثبيت أو استبدال مفاتيح الأجهزة ، وإزالة جميع الأختام ، وأداء العمل مع المنفذ البصري ، ورفع مستوى التكوين ، ومعايرة عوامل التصحيح.

طرق لربط العدادات الصناعية في شركات الطاقة

لتشغيل أجهزة القياس ، يتم إنشاء دوائر ثانوية متفرعة من سلاسل القياس من خلال استخدام محولات التيار والجهد عالية الدقة.

يظهر في الصورة جزء صغير من هذه الدائرة للدوائر الحالية لمقياس Gran-Electro SS-301. يؤخذ من وثائق العمل.

بالنسبة للمتر نفسه ، يظهر أدناه جزء من دوائر توصيل الجهد.

دمج أجهزة القياس في نظام موحد لنظام القياس والتحكم الآلي

بدأ نظام التحكم الآلي وقياس الطاقة الكهربائية في التطور بسرعة بفضل قدرات العدادات الإلكترونية وتطوير طرق النقل عن بعد للمعلومات. لتوصيل أجهزة القياس في نظام الحث ، يتم تطوير أجهزة استشعار خاصة.

الهدف الرئيسي من نظام ASKUE هو الجمع السريع للمعلومات في مركز تحكم واحد. في الوقت نفسه ، يتلقى دفق البيانات من جميع المستهلكين من المحطات الفرعية الموجودة. أنها تحتوي على معلومات حول قضايا القدرة المستهلكة والمزودة مع إمكانية تحليل طرق توليدها وتوزيعها ، وحساب التكلفة والمحاسبة للمؤشرات الاقتصادية.

لحل المشكلات التنظيمية لنظام ASKUE ، يتم توفيرها:

• تركيب أجهزة القياس عالية الدقة في أماكن قياس الكهرباء ؛

• يتم تنفيذ نقل المعلومات منها بواسطة إشارات رقمية باستخدام "إضافات" لها ذاكرة وصول عشوائي ؛

• تنظيم نظام اتصال عبر القنوات السلكية والإذاعية ؛

• تنفيذ مخطط معالجة المعلومات المستلمة.

العاصمة متر الكهرباء

تسجل نماذج أمتار هذه الفئة الطاقة في أوضاع تكنولوجية مختلفة ، ولكن في الغالب يتم استخدامها في معدات النقل الكهربائي في النقل الحضري وفي السكك الحديدية.

يتم إنشاؤها على أساس نظام ديناميكي كهربائي.

المبدأ الرئيسي لتشغيل هذه العدادات هو تفاعل قوى التدفق المغناطيسي المتكون من ملفين:

1. تم إصلاح الأول بشكل دائم.

2. الثانية لديها القدرة على الدوران تحت تأثير التدفق المغناطيسي ، حيث يعتمد حجمها بشكل متناسب على قيمة التيار المتدفق على طول الدائرة.

يتم نقل معلمات دوران الملف إلى آلية العد ويتم أخذها في الاعتبار من خلال استهلاك الطاقة الكهربائية.

انظر أيضا: طرق لتوفير الكهرباء في شقة ومنزل خاص